Прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 987468 Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 3007. 81 (21) 3322650/18-25 РЦМ К з с присоединением заявки Йо 6 01 Х 11/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений,и открытийДата опубликования описания 07.01.83(72) Авторыизобретения зерский 1) Заявител 54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-ИЕХАНИЧЕСК ХАРАКТЕРИСТИК. ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к приборам для определения Физико-механических характеристик, (сыпучести, насыпного веса, угла естественного откоса) дисперсных материалов и может быть использовано в различных областях народного хозяйства в частности для контроля порошков в формацевтическом и химическом производствах.Известен прибор для определения сыпучести дисперсных материалов, включающий основание, на котором установлена стойка для закрепления на ней воронки истечения сыпучего материала. Прибор имеет заслонку, закрывающую выпускное отверстие и приемный стакан, в который истекает исследуемый материал, при этом диаметр выпускного отверстия зависит от диаметра гранулы наибольшего раз-. мера, поэтому на выпускном отверстии прибора установлены сменные матрицы, внутренняя полостькоторых выполне-: на в виде конуса, как продолжение воронки и имеет цилиндрическую часть. В сменном комплекте матриц имеется несколько разных по.диаметру цилиндрических отверстий одинаковой высоты. Приемный стакан градуирован и размещен на пластине, которой сообщают горизонтально направленную виб-рацию от виброприЪода для раэравнивания угла естественного откоса сыпучего материала в стакане. В воронкеприбора установлены йасадки различной конФигурации которым сообщаютвертикально направленную вибрациюдля разрушения сводов, если сыпучой 10 материал зависает в воронке 1.Несмотря на сложную автоматику,результаты измерений сыпучести наданном приборе субъективны, так каквыбор сменных матриц и насадок,а также времени иэ вибрации произво-.лен, что снижает точность определения сыпучести. Для работы приборанеобходимо большое количество вспомогательной оснастки, следовательноего затруднительно Использовать дляэксвтресс анализов. Прибор может бытьиспользован только для определениясыпучести крупнодисперсных материалов.а для изучения сыпучести мелкодис"персных порсиаков он не подходит.Известен также прибор для определения сыпучести порошков, включающийсосуд истечения с соплом и затвороми сосуд наполнения. Сосуд истечения1 выполнен цилиндрическим и снабжен З 0,лопастным ворошителем, а в качествезатвора приспособлена плоская заслонка 2 1.Однако вращающиеся лопасти в сыпучем материале приводят к разогревунекоторых порошковых материалов,чтоизменяет их сыпучесть в объеме сосуда с сыпучим материалом. К изменению сыпучести приводит также измене- ние коэффициента внутреннего тренияпорошка, которое может иметь местоиз-за его псевдоожижения при вращении лопастей в объеме сосуда," этовращение приводит одновременно кистиранию частиц и расслоению их пофракциям,что также изменяет сыпучесть порошка. Все это снижает точ 15ность определения сыпучести порошковых материалов и не позволяет определить сыпучесть мелкодисперсныхпорошков с частицами размером меньше150 мкм, 20Наиболее близким к предлагаемомуявляется прибор для определения физико-механических характеристик дисперсных материалов сыпучести), содержащий стойку, воронку с приспособлением для крепления, заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор (используется электромагнитный вибраторс якорем и амортизатором) якорьэлектромагнита и воронки по большому 30и малому диаметру жестко соединеныдруг с другом, при этом верхний крайворонки шарнирно соединен со стойкой,а нижний конец якоря поджат амортизатором3. 35Недостатком известного прибораявляется трудность поддержания постоянства заданного режима вибрацииво времени вследствие того, что амортизатор неконтролируемо меняет свои 40упругие свойства в процессе эксплуатации. Кроме того, весьма трудноизготовить серию приборов, имеющиходинаковый режим вибрации в течениивсего срока эксплуатации приборов, 45что сильно затрудняет их массовоеиспользование в производстве дисперсных материалов.1Целью изобретения является создание прибора, обеспечивающего поддержание постоянного заданного режима вибрации воронки, не изменяющейся при длительной эксплуатации прибора,Указанная цель достигается тем; что в приборе для определения Физйкомеханических характеристик дисперсных материалов, содержащем стойку, воронку с приспособлением для крепления, заслонку, размещенную под воронкой, и вибратор, установлен синхронный двигатель, вал которого со- ф единен с вибратором, состоящим из наружной цилиндрической обоймы, имеющей крышку, жестко соединенной со стойкой, расположенного в обойме цилиндра, перемещающегося в вертикаль ной плоскости, имеющего горизонтальное сквозное отверстие, в которое, входит вал мотора с жестко укрепленным на нем эксцентриком, пружину, расположенную между крышкой обойм и верхней плоскостью цилиндра, прицем нижняя горизонтальная плоскость . цилиндра соединена с приспособлением для крепления воронки, а эксцентрик выполнен в виде диска, одна половина окружности которого спилена таким образом, что он имеет только один минимальный и один перпендикулярный ему максимальный диаметр, разность между которыми, равна заданной амплитуде колебаний вибратора, составляющей 0,07-0,1 мм.В приборе используется конусная стеклянная или металлическая воронка с углом конуса 60 и диаметром выпускного отверстия 10 мм. Цилиндр вибратора сделан из латуни или из бронзы, а эксцентрик из более твердого металла, например из стали ХВГ.На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый прибор, на фиг. 2 эксцентрик.Прибор содержит стойку 1, синхронныйдвигатель 2, воронку 3 с приспособлением для крепления, заслонку 4, наружную обойму 5, крышку 6 обоймы, цилиндр 7, эксцентрик 8 и отжимную пружину 9.Прибор работает следующим образом.Навеску изучаемого порошка,взятого с точностью до 0,01 г, помещают в воронку, закрытую снизу заслонкой и включают прибор. При этом со скоростью 3000 оборотов в минуту вращается вал двигателя с укрепленным на нем эксцентриком. Эксцентрик вращается в горизонтальном отверстии цилиндра, который перемещается благодаря этому в специальной обойме в вертикальной плоскости, Для поддержания движения в строго вертикальном направлении цилиндр имеет вертикальный паз, в котором входит вертикальная направляющая, расположенная на внутренней стенке обоймы. Когда срезанная часть эксцентрика находится вверху, цилиндр отжимается пружиной в крайнее нижнее положениепри дальнейшем вращении эксцентрика цилиндр постепенно двигается вверх, отжимая пружину и достигая крайнего верхнего положения при повороте эксцентрика на 90 О. При дальнейшем повороте эксцентрика на 180 цилиндр продолжает оставаться в крайнем верхнем положении, а затем постепенно отжимаясь пружиной вниз, опускается, достигая снова минимальной высоты при повороте эксцентрика на 360О После чего начинается новый цикл. В течение одной секунды происходит БО оборотов эксцентрика и соответственно 50 колебаний вверх и вниз цилиндра вибратора. Вместе с цилиндром колеблется и жестко связанная с ним через приспособление .для крепления воронка с засыпанным в нее порошком, закрытая снизу заслонкой. Через 30 с заслонку открывают и одновременно включая секундомер, следят за высыпающимся порошком. При высыпании последней порции порошка секундомер выключают и отмечают время высыпания.При определении на приборе других физико-химических характеристик порошков исследуемый образец помещает. ся в воронку и высыпается затем из воронки в строго постоянном режиме 15 обусловленном постоянством режима ее вибрации, либо образуя горку на плоскости (для определения угла естественного откоса), либо заполняя сосуд известного объема (для опреде ления насыпной массы порошка), дальнейшие измеренияэтих характеристик проводят одним иэ известных методов. Поскольку в измерениях этих характе,ристик основные ошибки связаны с не постоянством режима высыпания порошка, стабилизация этого режима значи.тельно увеличивает точность их определения.В приборе режим вибрации задается 30 точностью механического изготовления эксцентрика и цилиндра вибратора, являющейся достаточно высокой при массовом изготовлении, Сохраняемость заданной точности в процессе эксплу З 5 атации обеспечивается высокой износоустойчивостью выбранных материаловдлй эксцентрика и цилиндра, а также . действием компенсирующей пружины, корректирующей автоматически очень Е небольшой износ материала цилиндра.Ошибка измерения при козФФицненте надежности 0,95 не превышает 8, что вполне допустимо для определения таких характеристик порошков.Конструкция прибора позволяет изготавливать их в массовом количестве с одним и тем же режимом вибрации, не меняющимся и процессе эксплуата-ции, что дает воэможность сравнить Физико-механические характеристики порошков, получаемые на разных приборах вне зависимости от длительности их эксплуатации, поэтому предлагаемый прибор позволяет осуществить промышленный контроль порошков в различных производствах.формула изобретенияПрибор для определения физико-механических характеристик дисперсныхматериалов, содержащий стойку, воронку с приспособлением для крепления,заслонку, размещенную под воронкой,и вибратор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью поддержания постоянного заданного режима вибрации,не изменяющейся при длительной эксплуатации,.в нем установлен синхронный двигатель, вал которого соединен4;. вибратором, состоящим из наружнойцилиндрической обоймы, имеющей крЫшку, жестко соединенной со стойкой,расположенного в обойме цилиндра,перемещающегося в вертикальной плоскости, имеющего горизонтальное сквозное отверстие, в которое входит валмотора с жестко укрепленйым на немэксцентриком, пружину, расположеннуюмежду крьаакой обоймы и верхней плоскостью цилиндра, причем нижняя горизонтальная плоскость цилиндра соединена с приспособлением для крепленияворонки, а эксцентрик выполнен в виде диска, одна половина которогоспилена таким образом, что он имеетодин минимальный диаметр и один пер-,:пендикулярный ему максимальный диаметр, разница между которыми равназаданной амплитуде колебаний вибрато":ра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СЮА 9 3376753,Фкл. 73-432, 19722. Авторское свидетельстрз СССРР 285338, кл. С 01 И 11/Об, 1968.З.Авторское свидетельство СССРФ 542123, кл. С 01 И 11/Об, 1975.. 113035, Тиран 871 ПодписноеГосударственного комйтета СССРлам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5